50m后张法预应力T梁预制施工技术研究_郑海波

混

凝

土

Concrete

Abstract:

The quality of pre-stressed T-beam precast direct impacted on the quality of construction of the bridge ，so the T-beam prefabricated

quality must be strictly https://www.wendangku.net/doc/7511334183.html,bined with the Chengdu fun-an river bridge of engineering ，we introduced the pre-stressed T-beam points of the construction process and quality control focus ，and elaborate on the detection of the effective pre-stressing force and anti-camber ，and analysis the result of the pre-stressed T-beam.Key w ords:

T-beam ；prefabricated quality ；effective pre-stressed force ；anti-camber

Study on the construction technology of post-tensioned pre-stressed T-beam

ZHENG Hai-bo

（Guizhou Road and Bridge Group Co.，Ltd.，Guiyang 550023，China ）

摘

要：预应力T 梁预制质量的好坏直接影响桥梁的施工质量，为此对T 梁的预制质量必须加以严格控制。结合成都府河大桥工程，介

绍了预应力T 梁施工工艺要点和质量控制重点，并详细阐述了对预应力T 梁的有效预应力和反拱度检测及其结果的分析。关键词：T 梁；预制质量；有效预应力；反拱度中图分类号：TU757.1

文献标志码：A

文章编号：1002-3550（2012）10-0118-03

郑海波

（贵州路桥集团有限公司，贵州贵阳550023）

50m 后张法预应力T 梁预制施工技术研究

2012年第10期（总第276期）Number 10in 2012（Total No.276）

doi ：10.3969/j.issn.1002-3550.2012.10.037

收稿日期：2012-04-07

混凝土制品CONCRETE PRODUCTS

0引言

成都车辆段府河大桥位于九里堤中路附近，西侧临近西南交大体育场，东侧隔河为客技站，桥位处地势平坦，属岷江水系一级阶地，地质情况为表层人工填土、黏土、细砂，其下为卵石土，桥台置于稍密卵石土中。采用1孔50m 简支梁桥型，桥全长64.44m 。

本桥设计桥面净宽6m ，两侧路缘带宽各0.5m ，全宽7.0m ，1~50m 简支梁三片，梁部为后张预应力C50混凝土T 梁。桥台为U 形桥台，

明挖扩大基础。桥梁两端设橡胶型钢伸缩缝，支座采用板式橡胶支座。梁部T 梁预应力体系采用准J 15.24，R y b =1860MPa ，ASTMA416-92A 高强度、低松弛钢绞线。管道采用预埋双波纹管成型，

YM15-7，YM15-9型锚具。张拉控制应力δk =0.72R y

b

。其纵向布置示意图和横向示意图分别如图1、2所示。

1后张法预应力T 梁施工关键技术

1.1搭设施工平台

在河床内设置2个浆砌片石临时支墩，将桥跨分成3孔，架设两孔WDJ 支架结构，一孔工字钢梁。采用每片梁位下、两支墩间设2束双层HN 工字钢500mm ×200mm 钢束梁搭设，梁

间及两侧边界外设单层工字钢，其上铺设横木及纵向木板作施工便道。工字钢采用角钢配合螺栓作上下层列连接，其抱箍间距由计算获得；采用撑木和角钢，螺栓配合作两组H 型钢叠合梁的横向联接（间距2.5m ），以保证其整体性和稳定性。

1.2钢筋骨架的制作

（1）钢筋加工：各类钢筋在岸上硬化的场地上加工，加工过程中严格按钢筋的设计尺寸和形状进行制作。当钢筋需接长时，采用对焊机焊接以保证其焊接质量。加工好后，应分别作好

标识，分类存放。以供使用。

（2）钢筋骨架的制作：当梁片底模安装就位之后，进行钢筋骨架的制作。严格按设计将已成型的钢筋焊接成骨架，并时常抽查其焊接、绑扎质量。

（3）钢绞线束制作：①下料：50m 后张预应力混凝土T 梁的预应力钢束由6孔7-7准5和2孔9-7准5钢绞线束组成。

按各

118··

孔长度制作，编号存放。钢束的长度与梁端锚下垫板的布置间距和张拉使用的油顶的规格尺寸有关，即与是否需要接长套有关。不用接长套时，工作长度取0.8m即可，需用接长套时，工作长度取1m即可。②成束：先用梳板将其理顺；用扎丝将束头按梳板顺序编制好，用胶带缠好束头；然后每梳1~1.5m绑扎一道铁丝，梳板梳至束尾，也用扎丝将束头按梳板顺序编制好，取出梳板，用胶带缠好束头，按设计孔位标识存放[1]。

1.3波纹管的制作

（1）波纹管的安设准备。50m后张预应力混凝土T梁预应力孔道成型目前一般采用预埋金属波纹管，安设波纹管前应对波纹管进行检查和检验，其质量控制标准和检验方法要按现行公路施工规范执行。

（2）波纹管的外观检查。金属波纹管的外观应清洁，内表面无油污、无锈蚀、无孔洞和不规则的褶皱、咬口无开裂、无脱扣。

（3）波纹管的接长。采用在两段管之间旋入一段大一号同型号波纹管作为接头，接头长度为30~40cm。管两端用密封胶带或塑料热缩管封裹，防止漏水、漏浆。

（4）波纹管与排气管、排水管接头的连接。波纹管须预留排气、排水及压浆孔，50m跨T梁其波纹管至少应留2处排气管，一处排水管接头。其接头采用准10钢管与1mm厚薄钢板自制抱箍氧焊牢固，再将该抱箍套在预留孔眼的波纹管上，氧焊使抱箍闭合，再用密封胶带封裹两端，避免接头处漏浆。排气管、排水管接头安设宜在波纹管安装固定好以后进行[2]。

1.4钢筋骨架绑扎及其他

先搭设钢筋骨架固定支架，再将定位箍筋点焊在固定支架上，安装绑扎好底模、腹板普通钢筋之后，校正骨架位置（以底模两外缘线作定位基线）并加强固结。再穿设并连接金属波纹管。校核金属波纹管的特征坐标正确无误后，再检查并调整其顺直度，加密其定位筋网片，安装排水、排气管薄钢板自制抱箍接头，绑扎横隔板钢筋，安设梁端锚下螺旋钢筋，安装锚下垫板，对上述工作全面检查符合标准后，穿设钢绞线束，再次检查波纹管及钢筋骨架，以及钢筋混凝土保护层定位卡（塑料垫块），填写检查证并经监理签认后，立两侧模板及横隔板模板。

1.5大梁混凝土的浇筑和养护

（1）浇筑工艺：基于梁体混凝土数量、梁体施工工期及配套的机具设备情况，该桥T梁混凝土浇筑的工艺为：电子称计量→机械搅拌→双轮斗车运输→入模→捣固成型。

（2）浇筑顺序：①纵向：采用20°~25°斜层法浇筑。系根据混凝土浇筑时间与底模支承体系的变形影响决定的，H型钢叠合梁跨中静载挠度最大。混凝土浇筑的过程，就是对底模的支承体系逐渐“连续”加载的过程。因此，根据影响线挠度规律，结合本桥其支承体系为两边跨WDJ碗扣支架和中跨H型组叠合梁的实际，应从跨中向两梁端方向对称浇筑，以减少新浇筑混凝土对已浇筑混凝土的影响。②竖向：分两层浇筑。以翼缘板面为界分上、下两层，先浇下层，再浇上层，同一截面上、下层浇筑的间隔时间控制在混凝土初凝时间以内，在此间隔时间内，混凝土充分沉降，使宽截面与窄截面之间避免出现沉降裂纹、蜂窝、空洞[3]。

（3）T梁预应力混凝土的捣固：①附着式捣固器的布置：结合所选附着式捣固器的性能技术参数，确定其布置按两侧对称上、下两排，纵向间隔2m，随波纹管走向进行布置，在技术准备上，要根据波纹管的设计位置绘制大比例立面图，在该图上布置好振动器作为施工的依据。②附着式捣固器工作程序设计：将T梁对称分成4个板块，从中部开始对各个捣固器预留位置进行编号，根据现场混凝土的浇筑速度和侧模加固情况，编制出捣固器的工作程序为使上、下游对称振捣，应设置纵闸控制上、下游捣固器的动力电源，因此，要对全桥T梁混凝土捣固动力电源线路敷设作系统设计。另外，为使各板块各位置的振捣效果及时反馈到捣固总指挥处，应为各板块的值班负责人配备对讲机，以弥补程序化捣固的一些缺陷。③其他辅助捣固：在对T梁的钢筋布置及波纹管布置图进行认真研究的基础上对两端加大断面，从波纹管以上以及翼缘板混凝土，均以插入式捣固解决混凝土的密实度问题。另外，对模板边缘处，则辅以捣固片插捣以改善混凝土外观[4]。

（4）养护：待T梁混凝土浇筑结束以及梁体表面收水并硬化后，应及时对混凝土进行养护。现如今各种养护方法很多，该工程采用在混凝土表面进行覆盖草袋洒水养护方法，同时在覆盖时避免污染混凝土外观和不良外观。在养护期内保持混凝土的湿润，该方法简便实用，操作方面，社会经济效果明显。

就位施工流程可概括如图3所示。

1.6钢绞线张拉

1.6.1预应力筋伸长值的计算公式

预应力筋张拉伸长值ΔL，可按式（1）计算[5]：

ΔL=

Px

A P E P

1-e-(kx+μθ)

kx+μθ

!"（1）式中：x——

—从张拉端至计算截面的管道长度，m；

θ——

—从张拉端至计算截面曲线管道部分切线的夹角之和，rad；

k——

—管道每米局部偏差对摩阻的影响系数；

μ——

—预应力筋与管道壁的摩阻系数

。

119

··

表1

技术参数表

油压/MPa

6060

型号YCK-150YCL-200

最大拉力15002000

外形尺寸（外径×长度）/mm

准280×414准315×435

行程/mm 200200

活塞面积/mm 2

-39677

回程油压/MPa

≤20≤20

通孔尺寸

-准110

质量/kg 110186

1.6.2张拉设备的选择

（1

）设备的选型：选用大吨位群锚，锚具为YM15-7，YM15-9，选用YCL-150，YCL-200型两种，千斤顶配用ZB3-630型油泵车。YCL-150，YCL-200的技术参数如表1所示。

（2）准备工作：张拉前，应检查锚垫板、锚圈是否对正，夹片应敲紧并且顶端齐平、

左右对称，同时应提供混凝土试验报告，又因该预应力筋为曲线形，故应使张拉作用线与预应力筋末端的切线重合，防止偏心受拉。同时标定和校检好配套的张拉设备。

（3）张拉工艺：混凝土开始张拉时强度应高于设计强度的75%。从两端开始张拉，并按相关的设计规范的要求的顺序缓慢均匀地依次张拉，按0→初应力→1.05σcon （持续荷载2min ）→σcon （锚固）的程序张拉，总体上按先上游梁片再下游梁片最后中间梁片，每片梁则按设计规定的顺序结合对称性原则进行：N1→N2→N3→N4→N5上游→N5下游→N6上游→N6下游。

具体张拉程序如下：为保证梁体在张拉时的横向稳定及预应力传递的均衡稳定，第一片梁采取适当延长张拉时间的办法，进行同束5级张拉，每束一步到位的5步作业程序。认真收集梁体纵向、竖向和横向在各束各级张拉力的条件下的变形数据，对梁体实行全方位监控，确保张拉人员及梁体自身的安全，总结经验后，第二、三片梁可按常规程序进行操作。

当与梁体同等条件养护的混凝土试件的实际强度达到100%设计强度时，第一片梁拟按如下张拉程序进行钢绞线的张拉：①0→15%δk （张拉开始后要逐渐松开葫芦，当张拉应力达到15%δk 时，静停3min ，使钢绞线受力均匀，此时YCL-200活塞将向后延长，用钢尺测量此延长值作为后续测量的比较基准值，而15%ΔL 的值可通过理论计算得到）。②15%δk →30%δk 后静3min 并测量活塞伸长值，计算钢绞线的实测伸长值与理论伸长值的误差是否控制在6%之内，否则应查明原因予以处理。及时进行中线观测严格监控梁体侧向弯曲。③30%δk →60%δk 以及60%δk →90%δk 、90%δk →100%δk 均按上述方法进行操作。

用伸长值、上拱度进行校核，伸长值不超过±6%理论值且上拱度不超过±15%理论值时，在控制应力处于稳定状态下一端千斤顶回油打缸，进行锚固，然后另一端张拉。使油表补至张拉控制读数，回油打缸，进行锚固。

1.7孔道压浆与封锚

（1）准备工作：压浆前烧割锚外钢丝时，应采取降温措施，以免锚具和因预应力过热而产生滑丝。用环氧砂浆和棉花或水泥砂浆填塞锚塞周围的钢丝孔隙。用压力水冲洗孔道，排除孔内杂物并吹去孔内积水。

水泥浆的技术条件，孔道压浆一般采用水泥浆，孔隙大的孔道，水泥浆中可掺入适量的细沙。水泥浆的强度不应低于构件本身混凝土强度的80%，且不低于C30。水泥宜采用硅酸盐水泥或普通水泥，水泥的强度等级不宜低于42.5级。水灰比宜采用0.4~0.45，掺入适当减水剂时，水灰比可减少到0.35，水泥浆的泌水率最大不超过3%，拌和后3h 的泌水率应控制在2%。水泥中可掺入膨胀剂但其自由膨胀率应小于10%。水泥浆自调制至压入孔道的延续时间，一般不宜超过45min 。

（2）压浆与封锚工艺：该T 梁的孔道是曲线形孔道，故采用二次压注法，二次压浆时，第一次从甲端压入直至乙端流出浓液浆时，将乙端的孔用木塞塞住，待灰浆的压力达到要求时（一

般为0.5~0.7MPa

），且各部无漏水现象时，再将甲端喷嘴拔出并立即用木塞塞住。待第一次压浆完成后约30min 后，拔掉乙端的塞子，自乙端再进行第二次压浆。重复上述，待第二次压浆完成后约30min 后，卸除压浆管，压浆工作便告完成。

孔道压浆后立即将梁端水泥浆冲洗干净，并将端面混凝土凿毛，绑扎端钢筋和安装封锚模版后，浇筑锚端混凝土。封锚混凝土强度等级不宜低于构件混凝土强度等级的80%亦不低于C30。浇完封锚混凝土并静置1~2h 后，进行带模浇水养护。脱膜后，在常温下养护时间不少于7d [6]。

2质量控制的重点

严格、科学的质量控制是保证施工质量的前提，质量控制应主要注意如下几点：

（1）制梁平台所设置的临时支墩，其地基承载应力须满足设计规范要求，并须有关人员检查方可灌注混凝土，其施工应按相关施工规范办理。

（2）制梁施工平台按要求设置下挠度，制梁前后及张拉前后均应抄平检查、记录、核对是否满足施工设计要求。

（3）波纹管的定位要正确，必须保证在浇筑混凝土时不移位和变形的措施保证。

（4）混凝土浇筑前，逐一核实预埋件的位置，不得遗漏，捣固时对预埋件要有保证措施。不得因振动而产生位移或倾斜，预埋件要避免在后凿孔安装。

（5）严格按要求顺序浇筑梁体混凝土，以消除支架沉降不均匀的影响。

（6）梁片混凝土浇筑过程中，立模要牢固，确保中线、水平无误，采用附着式捣固器和捣固片相结合振捣混凝土。对两边梁的外露面模板设PVC 板。

（7）张拉严格按顺序进行，并作好横、竖、纵向的记录，以便与理论值进行比较。

3有效预应力的检测

在实际工作中，检测了大桥B 号墩（7~18节段）中跨合拢段、北侧合拢段，总共184束预应力索（368个锚头）。从检测数据可以看出，在早期张拉时，如B 号墩7、8节，有效预应力偏小的情况，单根有效预应力多在150~160kN ，整束有效预应力不足，对检测中不符合要求的索，我们及时进行了校正。有效预应力筋校正后的检测结果如表2所示。

由表2的检测结果可知跨中出现明显的反拱（达到近43mm ）主梁腹板完好（无任何裂纹现象），保证梁体的有效预应力达到了设计要求，对顺利合拢与桥梁使用寿命的提高都起着良好的作用，检测控制工作取得了较为满意的结果。

4张拉前、后反拱度的对比分析

同样也对张拉前、后的反拱度进行量测和记录，其张拉前、后的反拱曲线设计、实测结果对比如表3所示。

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120··

承载面；如果后期的膨胀不能补偿前期的收缩，将直接导致空鼓，灌浆层丧失承载功能。

2.4防腐性

CGM-12b 后张预应力结构灌浆料在广西百色高速公路等项目上面得到大量应用，其重要作用之一就是保护预应力筋，材料的防腐性能显得尤为重要。参考美国后张预应力协会（PTI ）规范测定氯离子渗透性，

28d 的电通量1185C ，低于ASTM C 1202—97标准要求的1500C 。氯离子含量0.01%，远低于JTG/T F50—2011《公路桥涵施工技术规范》

要求的0.06%指标。参考佛罗里达交通局（

FlaDOT ）制定的管道灌浆技术规范第938-6节测定加速腐蚀时间，CGM-12b 的加速腐蚀试验的时间1650h ，高于标准1500h 的要求。

3结论

（1）采用普通胶砂搅拌机（200转/min ）检测CGM-12b 后张预应力灌浆料，远低于JTG/T F50—2011《公路桥涵施工技术规范》要求的1000转/min ，各项指标满足标准要求，无需实验室和施工现场添置新的检测设备和施工机具，便于检测，大幅度降低高速搅拌设备费用。

（2）采用德国进口的Shrinkage 锥体和薄层测试仪测试CGM-12b 后张预应力灌浆料塑性与硬化阶段膨胀曲线平滑，灌浆充盈度高，按ASTM C 1339—02的试验方法测试有效接触面在95%以上。

（3）28d 的电通量1185C ，氯离子含量0.01%，加速腐蚀试验的时间1650h ，防腐性能比较好，可以有效的保护预应力筋。

参考文献：

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工程，

2010，35（6）.[2]谷坤鹏.后张预应力高性能灌浆料的研究[J].施工技术，2007，36（12）.[3]JTJ 041—2000，公路桥涵施工技术规范[S].[4]TB/T 3192—2008，铁路后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件[S].

[5]JTG/T F50—2011，

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[7]Grouting of Bridge Post-Tensioning Tendons.Florida department of trans －

portation.FDOT standard specifications[Z].America ：Florida Department of Transportation ，2002.

[8]Grout for prestressing tendons ：BS EN 445/446/447：2007.[9]GB/T 50448—2008，水泥基灌浆材料应用技术规范[S].作者简介：任恩平（1980-），男，高级工程师，主要从事水泥基材料的

研究。

联系地址：北京市海淀区西土城路33号11楼203（100088）联系电话：139********

部位南上游上锚南上游上锚南上游上锚南上游上锚北上游上锚北上游上锚北上游上锚北上游上锚

表2

18号墩锚下校正后的整束有效预应力（每锚27孔/索）kN 18节50154897502451965077455052114363

07节4779472545904752479247604725480608节49584801478947254800484547224609

09节48904716485347074715470747604707

10节51144675505149315045480149754775

11节48174935518648174966481251844934

12节47294770515546525076491650964836

13节4703-4861-4930-4885-14节481145904977503748454700--15节51474610521148595199486151814934

16节51064906507850095187514451594875

17节49994799518549615173496251324982

注：A 墩位置与0#台支座中心距离为17.23m ；B 墩位置与0#台支座中心距离为31.57m ；跨中位置与0#台支座中心距离为24.4m 。

表3

反拱曲线设计、实测对比

各位置的设计反拱值/mm

各位置的实测反拱值/mm 梁片号上游边梁下游边梁中梁

B 墩222222

A 墩222222

跨中252525

B 墩283121

A 墩293131

跨中314143

由表3的结果分析可知，梁体张拉前反拱曲线圆顺，张拉后仍然比较圆顺，实测值与计算值比较吻合，达到设计规定要求。

5技术效果评述

（1）通过对制梁施工平台在混凝土浇筑前后的实测可知，平台的竖向变形及沉降量很小。

（2）从梁体张拉的效果来看，加强抱箍作用较明显，而架管抱箍由于其自身的挠度大，可作为横向定位的安全储备

（3）孔道压浆时，各排气孔均有浓浆喷出，水泥浆的实测强度达到规范要求。

（4）梁体张拉时，其实测伸长量与理论伸长量的误差均在6%的允许范围内。梁体上拱度设计为95.6mm ，实测最大为107mm ，最小为87.0mm ，可见实测值与设计值比较吻合。

（5）施工完毕的T 梁混凝土强度、预应力均符合设计和规

范要求；T 梁外观尺寸、平整度实测值均在设计和规范的范围内。

6结语

根据本工程的施工特点，结合当地的自然条件，因地制宜，将原设计梁片在桥头路基上预制，然后按有支架拖拉横移就位，变更为就位制梁。同时把握好预应力T 梁制作、浇筑、张拉等关键施工技术，为以后这种跨越峡谷、河流、公路、铁路等到以及地质条件差、桥梁下部结构工程设计、施工难度较大的地域具有一定的竞争力同类型桥梁的施工提供了技术借鉴。

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[6]周志祥.预应力混凝土桥梁新技术——

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